白果内酯调控AMPK-SIRT3正反馈环路介导的线粒体生物发生改善ATDC5软骨细胞炎性损伤

旨在以AMPK-SIRT3正反馈环路为切入点,探讨白果内酯改善白介素1β(IL-1β)诱导的ATDC5软骨细胞炎性损伤的作用机制。采用IL-1β(10 ng·mL^(-1))诱导ATDC5软骨细胞炎性损伤来构建体外骨关节炎模型,随机分为对照组,IL-1β组,IL-1β和白果内酯共同处理组,其中,共同处理组按照白果内酯的应用浓度又分为低、中和高(15、30和60μmol·L^(-1))3个不同剂量组。免疫印迹法(Western blot)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测各组软骨细胞中ADAMTS4、PGC-1a、Collagen Type II、MMP-3、NRF-1和Fis1的蛋白与mRNA表达情况。试剂盒检测各组ATP含量,并通过免疫荧光方法检测SIRT3表达水平。Western blot检测AMPK-SIRT3正反馈环路相关蛋白p-AMPK、AMPK和SIRT3表达水平。使用Compound C和3-TYP处理ATDC5软骨细胞,构建AMPK-SIRT3信号通路阻断模型,检测下游PGC-1a、NRF-1和Fis1蛋白变化。结果显示,白果内酯通过下调ADAMTS4和MMP-3表达(P<0.05),促进Type II collagen表达(P<0.05)来调节ECM代谢平衡,并促进ATP合成。在机制上,白果内酯干预软骨细胞后p-AMPK、SITR3、PGC-1a和NRF-1水平显著升高(P<0.05),而Fis1蛋白水平显著降低(P<0.05),并且使用Compound C和3-TYP预处理软骨细胞后,PGC-1a、NRF-1和Fis1蛋白水平被不同程度抑制。综上所述,白果内酯通过AMPK-SIRT3正反馈环路激活PGC-1a,调节线粒体生物发生改善ATDC5软骨细胞炎性损伤。

白藜芦醇通过SIRT1/PGC-1α影响牛肌管细胞线粒体生物发生和肌纤维类型转化

以牛肌管细胞为研究对象,通过添加白藜芦醇探究其对牛肌管细胞肌纤维类型转化的影响及其作用机制。通过噻唑蓝法和比色法对细胞活力和相关代谢酶活力进行测定,对成肌调节因子、肌球蛋白重链(myosin heavy chains,MyHCs)以及线粒体生物发生相关分子的基因和蛋白表达量进行测定。结果表明,白藜芦醇处理显著提高了Myf5、Myf6、MyoG和MyoD的基因表达水平(P<0.05),促进了牛肌管细胞分化。白藜芦醇处理显著提高了慢肌纤维蛋白(slow MyHC)的表达,降低了快肌纤维蛋白(fast MyHC)表达,同时上调了MyHC I和MyHC IIa基因表达水平,下调了MyHC IIx和MyHC IIb基因表达水平(P<0.05)。白藜芦醇还能显著提高牛肌管细胞中的琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶活性,降低乳酸脱氢酶活性(P<0.05),此外,白藜芦醇显著提高了沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1α,PGC-1α)、核呼吸因子(nucleus respiratory factors,NRF)-1、线粒体转录因子A(mitochondrial transcription factor A,TFAM)的基因和蛋白表达水平(P<0.05)。添加SIRT1抑制剂6-氯-2,3,4,9-四氢-1H-咔唑-1-甲酰胺(1H-carbazole-1-carboxam,EX527)后,显著削弱了白藜芦醇诱导的肌纤维类型转化(P<0.05),白藜芦醇对SIRT1、PGC-1α、NRF-1和TFAM的基因和蛋白表达的促进作用被EX527显著削弱(P<0.05)。综上所述,白藜芦醇通过激活SIRT1/PGC-1α信号通路促进线粒体生物发生,进而促进牛肌管肌纤维类型的转化。

冷应激下褐色脂肪细胞线粒体生物发生研究进展

褐色脂肪组织(BAT)主要由褐色脂肪细胞(BA)组成,普遍存在于哺乳动物体内,是冷应激环境下非颤栗产热(NST)的主要能量来源,可以通过线粒体生物发生产热过程调节机体能量平衡,对维持体温至关重要。为更深层次地了解冷应激下BA线粒体生物发生过程,本文综述了冷应激下BA产热的作用、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路诱导线粒体生物发生机理等以及线粒体生物发生与线粒体自噬之间对BA线粒体生物发生产热影响的研究进展,可为通过降低家畜机体维持能量提高寒冷地区家畜生产性能和生产效益提供理论依据。

线粒体生物发生与缺血性脑卒中研究进展

脑卒中已成为中国成人致死和致残的首要原因。脑缺血后通过氧自由基增加、炎症反应、钙超载、能量代谢障碍等多种病理生理途径致细胞内稳态失衡,引起线粒体功能障碍,最终导致细胞死亡。线粒体生物发生(MB)通过产生新的功能性线粒体替换受损线粒体,恢复线粒体功能,是维持线粒体内稳态的主要机制,在线粒体质量控制方面发挥重要作用。近年来随着对缺血性脑卒中损伤机制研究的深入,线粒体生物发生被认为是一种具有潜在治疗效果的新靶点。本文就线粒体生物发生在脑缺血性损伤过程中作用和机制的研究进展进行综述,为缺血性脑卒中的神经保护治疗提供理论参考。

白藜芦醇腹腔注射对神经管畸形大鼠胚胎脊髓组织中线粒体生物发生及细胞凋亡的影响

目的观察白藜芦醇(RSV)腹腔注射对神经管畸形(NTDs)模型大鼠胚胎脊髓组织中线粒体生物发生调节因子及细胞凋亡相关蛋白的影响。方法30只Wistar雌性大鼠随机分为对照组、致畸组和RSV组,受孕后第10天,致畸组和RSV组大鼠全反式维甲酸(atRA)灌胃建立NTDs大鼠模型,受孕后第8~17天,RSV组大鼠每天腹腔注射一次RSV。受孕后第18天,各组大鼠剖宫产取出胚胎,分离脊髓组织,采用实时荧光定量PCR法检测大鼠胚胎脊髓组织中线粒体生物发生标志物沉默调节蛋白1(SIRT1)、转录因子EB(TFEB)、氧化物酶体增殖物激活的受体γ共激活因子1α(PGC-1α)、线粒体转录因子A(TFAM)mRNA,采用Western blotting法检测大鼠胚胎脊髓组织中线粒体生物发生标志物SIRT1、TFEB、PGC-1α、TFAM蛋白和凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax。结果致畸组SIRT1、TFEB、TFAM mRNA相对表达量均低于对照组(P均<0.05);RSV组SIRT1、TFEB、PGC-1α、TFAM mRNA相对表达量均高于致畸组(P均<0.05)。致畸组大鼠胚胎脊髓组织中SIRT1、TFEB、PGC-1α、TFAM蛋白相对表达量均低于对照组(P均<0.05);RSV组大鼠胚胎脊髓组织中SIRT1、TFEB、PGC-1α、TFAM蛋白相对表达量均高于致畸组(P均<0.05)。与对照组相比,致畸组大鼠胚胎脊髓组织中Bcl-2蛋白相对表达量降低,Bax蛋白相对表达量升高(P均<0.05);与致畸组相比,RSV组大鼠胚胎脊髓组织中Bcl-2蛋白相对表达量升高(P<0.05)。结论RSV腹腔注射可升高NTDs模型大鼠胚胎脊髓组织中线粒体生物发生调节因子和抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。

线粒体生物发生与心血管疾病

线粒体是调控细胞能量供应、信号转导和凋亡等生命活动的半自主细胞器,其结构受损或功能失调可以导致多种心血管疾病(CVD)。线粒体生物发生是产生新的功能性线粒体并恢复正常线粒体功能的过程,在维持线粒体的稳态中发挥重要作用。线粒体生物发生的调控在CVD的发生、进展中具有保护作用。该文介绍线粒体生物发生对CVD的影响。

PGC-1α介导线粒体生物发生对骨癌痛伴发镜像痛的影响

目的:探讨过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α (peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α, PGC-1α)调控线粒体生物发生对骨癌痛伴发镜像痛的影响。方法:第一部分实验:成年雌性SD大鼠按照随机数字表法分成2组,假手术组(Sham组)与骨癌痛组(bone cancer pain, BCP组),每组10只。第二部分实验:大鼠按照随机数字表法分成3组,Sham+vehicle组、BCP+vehicle组、BCP+ZLN(ZLN005,PGC-1α激活剂组),每组25只。将MRMT-1大鼠乳腺癌细胞注入左胫骨髓腔建立BCP大鼠模型,Sham组大鼠注射等体积Hank's平衡盐溶液。第二部分实验中,BCP+ZLN组大鼠鞘内注射ZLN005(单次单剂量100μg/30μl),Sham+vehicle组与BCP+vehicle组注射等体积溶剂。Western blot用于分析大鼠脊髓中PGC-1α、Nrf1和Tfam蛋白表达量。q PCR用于分析mt DNA相对拷贝数。免疫荧光双标染色分析PGC-1α的分布与细胞定位。结果:单侧癌细胞接种诱导BCP大鼠双侧后爪出现机械性痛觉过敏。ZLN005鞘内注射可减轻BCP大鼠双侧后爪的机械性痛觉过敏。在BCP大鼠的脊髓中观察到PGC-1α、Nrf1、Tfam和mt DNA相对拷贝数水平下降。鞘内注射ZLN005后,PGC-1α、Nrf1、Tfam和mt DNA相对拷贝数的水平升高。PGC-1α在同侧和对侧脊髓背角均有分布。PGC-1α的荧光强度在BCP大鼠双侧脊髓中出现下降。PGC-1α主要与神经元共定位。结论:脊髓中的线粒体生物发生的损伤促进了骨癌痛伴发镜像痛的发生发展。PGC-1α激活介导线粒体生物发生缓解骨癌痛及其伴发的镜像痛。

电针足三里对小鼠术后肠麻痹及线粒体生物发生相关蛋白表达的影响

目的探究电针足三里对术后肠麻痹小鼠肠动力减低的改善作用及机制。方法将30只C57BL/6雄性小鼠随机分为假手术组、模型组和电针组。模型组和电针组采用挤压法进行术后肠麻痹造模,电针组于术后24 h开始连续电针足三里5 d。干预结束后,检测3组小鼠肠动力(结肠排珠时间、肠运输时间、粪便干重及干湿比);取小鼠结肠组织,透射电镜观察肠神经元线粒体形态、数量和体积,采用激光共聚焦显微镜观察线粒体膜电位变化,采用萤火虫荧光素酶催化荧光素发光法检测线粒体ATP含量,采用Western blot法检测线粒体生物发生相关蛋白Nrf-1、TFAM、COX-Ⅳ表达情况。结果与假手术组比较,模型组小鼠结肠排珠时间、肠运输时间均明显延长(P均<0.05),粪便干重明显降低(P<0.05),粪便液体百分比明显增高(P<0.05);与模型组比较,电针组小鼠结肠排珠时间、肠运输时间明显缩短(P均<0.05),粪便干重增加(P<0.05),粪便液体百分比减少(P<0.05)。与假手术组比较,模型组小鼠线粒体数量明显减少(P<0.05),线粒体体积明显增大(P<0.05),线粒体膜电位、线粒体ATP含量及Nrf-1、TFAM、COX-Ⅳ蛋白相对表达量均明显降低(P均<0.05);与模型组比较,电针组小鼠线粒体形态明显改善,线粒体数量明显增加(P<0.05),线粒体体积明显缩小(P<0.05),线粒体膜电位、线粒体ATP含量及Nrf-1、TFAM、COX-Ⅳ蛋白相对表达量均明显增高(P均<0.05)。结论电针足三里可明显改善术后肠麻痹小鼠的肠动力,其可能通过上调肠神经元线粒体生物发生相关蛋白Nrf-1、TFAM、COX-Ⅳ的表达,从而增加线粒体数量,抑制线粒体肿胀,提高线粒体的膜电位和ATP含量,改善线粒体能量代谢障碍起作用。

大麻素受体1高选择性激动剂ACEA对脑缺血-再灌注后线粒体生物发生的影响

目的观察大麻素受体1(CB1R)高选择性激动剂ACEA对脑缺血-再灌注后线粒体生物发生的影响。方法 24只成年雄性SD大鼠随机均分为三组:假手术组(S组),生理盐水组(C组)和ACEA 1mg/kg组(A组)。C组和A组制备大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型,在脑缺血-再灌注后1h腹腔注射生理盐水(C组)或ACEA 1mg/kg(A组)。脑缺血-再灌注后4h采用Western blot检测细胞核呼吸因子-1(Nrf-1)与线粒体转录因子A(Tfam)蛋白含量,并于脑缺血-再灌注后4h应用电镜方法观察线粒体体积与数量变化。结果与C组比较,在脑缺血-再灌注后4hA组Nrf-1和Tfam蛋白含量明显升高(P<0.05);脑缺血-再灌注4h后A组线粒体体积占细胞质的百分比明显增加(P<0.05)。结论在脑缺血-再灌注后CB1R高选择性激动剂ACEA通过诱导线粒体生物发生发挥神经保护作用。

津力达颗粒对骨骼肌线粒体生物发生和胰岛素敏感性的影响

目的探讨中成药津力达颗粒对骨骼肌线粒体生物发生和胰岛素敏感性的影响。方法随机将雄性SD大鼠分为正常饲养组12只、高脂饲养组24只,6周后每组选取6只行高胰岛素-正葡萄糖钳夹试验,鉴定造模成功后,分别测定体重、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、腹腔注射葡萄糖耐量实验(IPGTT)、葡萄糖输注率(GIR)等。余造模成功高脂喂养的18只大鼠进一步分为模型组、吡格列酮干预组、津力达颗粒干预组,继续喂养8周,分别测定体重、血脂、IPGTT、GIR等,并检测骨骼肌组织中Toll样受体2(TLR2)蛋白,以及线粒体生物发生指标过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子α(PGC1α)、线粒体融合蛋白2(MFN2)、核呼吸因子1(NRF-1)和胰岛素信号通路磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、磷酸化蛋白激酶B(P-AKT)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)等蛋白的表达水平。结果①喂养6周后:与正常组相比,模型组体重、HOMA-IR均显著升高,IPGTT各时点血糖显著升高,GIR明显下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。②喂养14周后:与模型组相比,吡格列酮干预组和津力达颗粒干预组大鼠体重及血脂水平明显下降,IPGTT各时点血糖显著下降,GIR显著升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。③喂养14周后:与模型组相比,津力达颗粒干预组和吡格列酮干预组上调了线粒体生物发生指标PGC1α、MFN2、NRF-1以及胰岛素信号通路PI3K、P-AKT、GLUT4等蛋白表达水平,并且下调了骨骼肌组织中TLR2蛋白的表达,差异有统计学意义(P<0.05)。结论津力达颗粒与吡格列酮类似,可能通过促进骨骼肌线粒体生物发生而改善胰岛素敏感性。

乳酸菌诱导线粒体生物发生对绵羊肌纤维特性和肉品质的影响

为了研究乳酸菌对苏尼特羊肌纤维特性和肉品质的影响及其作用机理,选择12只、3月龄健康无病的纯种苏尼特羊,随机分为2组:对照组(基础日粮)和乳酸菌组(基础日粮、2 g/只(植物乳杆菌添加量为3×1010 cfu/g)),进行为期90 d的饲喂试验。屠宰后取其背最长肌,利用ATPase组织化学染色法和实时荧光定量技术对肌纤维特性、肌球蛋白重链(Myosin Heavy Chains,MyHCs)和线粒体生物发生相关基因的mRNA表达量进行测定,此外测定代谢酶活力、生长性能和肉品质,探究肌纤维特性存在差异的原因。结果表明:乳酸菌显著提高了肌肉排酸24 h的pH值(P<0.01),降低肉的黄度值(P<0.05)和蒸煮损失(P<0.01)。肌纤维分析结果显示乳酸菌显著提高了ⅡA型肌纤维的数量比例(P<0.01),降低了ⅡB型肌纤维的数量比例(P<0.01),同时MyHCⅠ(P<0.05)、MyHCⅡa(P<0.01)、MyHCⅡx(P<0.01)mRNA表达量均显著提高。乳酸菌显著提高了琥珀酸脱氢酶(Succinate Dehydrogenase,SDH)的酶活力(P<0.05),降低了乳酸脱氢酶(Lactic Dehydrogenase,LDH)的酶活力(P<0.05)。此外,乳酸菌显著提高了腺苷酸活化蛋白激酶α1(AMP-activated protein kinaseα1,AMPKα1)(P<0.01)、沉默信息调节因子1(Sirtuin1,SIRT1)(P<0.01)和细胞色素C氧化酶Ⅳ(Cytochrome c oxidase,COXⅣ)(P<0.05)mRNA表达量。综上所述,日粮添加乳酸菌可能通过提高AMPKα1、SIRT1和COXⅣmRNA表达量促进骨骼肌线粒体生物发生,增强肌肉的氧化代谢能力,促进苏尼特羊的肌纤维类型发生转化,进而改善肉品质,研究结果为改善绵羊的肉用品质提供参考。

乳酸菌调控骨骼肌线粒体生物发生的机制研究进展

作为高度动态化的细胞器,线粒体处于持续动态变化中,其生物发生对维持线粒体网络稳态至关重要,亦是调控肌纤维转化的新介质。乳酸菌可以通过诱导骨骼肌细胞内激酶活化、增强活性氧的信号诱导作用以及过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α信号转录促进线粒体生物发生,进而影响肌纤维类型的转化。肌纤维类型与肉品质密切相关,因此,通过添加乳酸菌调控骨骼肌线粒体生物发生从而影响肌纤维类型的转化是未来改善肉品质的重要途径。本文综述了乳酸菌调控骨骼肌线粒体生物发生的分子机制,以及线粒体生物发生与肌纤维转化和肉品质之间的关系,以期为今后通过补充乳酸菌调控线粒体生物发生、促进肌纤维类型转化进而改善肉品质提供理论依据。

周期性高张应变通过下调PGC1α表达抑制血管平滑肌细胞线粒体生物发生

目的 探讨高血压背景下病理性高张应变对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)线粒体生物发生的影响,以及PGC1α蛋白在这一过程中的作用。方法 采用Flexcell-5000T体外细胞张应变加载系统对VSMCs施加频率为1.25 Hz、幅度分别为5%和15%的周期性张应变,模拟正常生理情况和高血压病理情况下的力学环境;通过蛋白免疫印迹(Western blotting)和荧光定量PCR(qPCR)方法检测正常生理和高血压病理力学条件下VSMCs的PGC1α蛋白表达,以及柠檬酸合酶和线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)拷贝数变化情况;应用PGC1α特异性激活剂ZLN005和有效干扰片段siRNA检测PGC1α表达上调或下调对柠檬酸合酶和mtDNA拷贝数的影响。结果 与5%生理性周期性张应变相比,15%病理性高张应变显著抑制VSMCs的PGC1α和柠檬酸合酶的表达,mtDNA拷贝数显著降低。与对照组相比,对VSMCs转染PGC1α干扰片段siRNA或孵育PGC1α特异性激活剂ZLN005,分别下调和上调PGC1α蛋白表达,VSMCs的柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数也相应地降低和增加。在加载生理性周期性张应变条件下,对VSMCs转染PGC1α干扰片段siRNA显著下调其蛋白表达;对VSMCs施加PGC1α特异性激活剂ZLN005显著上调PGC1α蛋白表达,柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数也被增加。结论 高血压背景下病理性周期性高张应变通过抑制VSMCs的PGC1α蛋白显著下调VSMCs的柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数,进而导致VSMCs线粒体功能障碍。PGC1α可能是缓解高血压病理进程的潜在治疗靶向分子。

运动对心肌线粒体生物发生及SIRT3的作用研究进展

心肌线粒体作为能量产生的重要场所,可有效应答外界应激,满足心脏能量代谢需求。线粒体生物发生作为供能途径之一,对于维持线粒体网络稳态,促进线粒体能量代谢至关重要。目前研究发现,SIRT3是心肌线粒体生物发生的重要调节因子,参与调控线粒体能量代谢过程。而运动不仅促进心肌线粒体生物发生,还提高心肌中SIRT3的表达水平。本文综述运动对心肌线粒体生物发生及SIRT3的调控作用并探讨SIRT3影响心肌线粒体生物发生的机制,为运动促进心肌线粒体生物发生提供理论依据。

大麻素受体1抑制剂促进线粒体生物发生改善脓毒症小鼠肠麻痹的机制研究

目的观察大麻素受体1(cannabinoid receptor 1,CB1)抑制剂AM251是否可以促进肠神经元线粒体生物发生,改善脓毒症小鼠肠动力。方法60只C57小鼠随机分sham组、LPS组和AM251组,每组各20只。LPS组在腹腔注射LPS 30mg/kg建立小鼠脓毒症模型。AM251组在建立脓毒症模型后30min腹腔注射AM2513mg/kg。48h后按分组分别测定小鼠肠动力变化、线粒体生物发生相关蛋白的变化及结肠神经元线粒体数量和体积的变化。结果与sham组比较,CB1受体抑制剂AM251可明显改善小鼠肠动力,降低肠运输时间(325.0s vs 187.5s,P=0.006),增加小肠推进率(47%vs 70%,P<0.001),缩短结肠排珠时间(375s vs 82s,P<0.001);同时增加结肠线粒体生物发生相关蛋白Nrf-1(0.414 vs 0.807,P=0.003)、TFAM(0.739 vs 0.332,P=0.003)、COX-Ⅳ(0.371 vs 0.817,P=0.001)的表达;增加结肠肠神经元线粒体的数量(P=0.015)和体积(P=0.004)。结论CB1受体抑制剂可以促进肠神经元线粒体生物发生,改善脓毒症小鼠肠动力。

运动通过介导PGC-1α影响线粒体生物发生的研究进展

线粒体生物发生在机体适应运动变化中十分重要。本文通过分析相关文献,对运动介导PGC-1α影响线粒体生物发生的具体作用机制进行综述。整合发现,运动锻炼能够对钙离子浓度、AMPK和SIRT1活性来调节PGC-1α作用,最终提高线粒体生物发生。

对香豆酸对重症肌无力大鼠免疫平衡和骨骼肌线粒体生物发生的影响

目的 探究对香豆酸(p-CA)对重症肌无力(MG)大鼠的治疗作用及可能机制。方法 将雌性Lewis大鼠分为5组:对照组、模型组、对香豆酸低剂量组(L-p-CA组)、对香豆酸中剂量组(M-p-CA组)、对香豆酸高剂量组(H-p-CA组),每组12只。对照组大鼠为未建模的大鼠,其他组均通过对大鼠皮下注射乙酰胆碱受体(AChR)α亚基97-116肽段序列(Rα97-116)建立MG大鼠模型。建模后,L-p-CA组、M-p-CA组和H-p-CA组大鼠分别灌胃1 mL的50,100,200 mg/kg对香豆酸溶液。对照组和模型组大鼠分别灌胃1 mL的玉米油。各组大鼠均灌胃4周。采用Lennon分级法进行大鼠临床症状评分,并检测大鼠的低频重复神经电刺激(RNS)衰减率。通过苏木素伊红(HE)染色观察腓肠肌形态。通过ELISA法检测血清AChR抗体(AChR-Ab)、干扰素γ(IFN-γ)和白细胞介素-4(IL-4)水平。按照试剂盒方法检测腓肠肌组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和丙二醛(MDA)的水平。通过Western blot检测腓肠肌组织中过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(PGC-1α)、磷酸化AMP依赖的蛋白激酶α(p-AMPKα)、AMPKα、核呼吸因子1(NRF1)和线粒体转录因子A(TFAM)的蛋白表达水平。通过免疫荧光染色观察腓肠肌组织中的TFAM表达。结果 与对照组比较,模型组大鼠的Lennon评分和RNS衰减率均显著升高(P<0.05),血清AChR-Ab和IFN-γ水平显著升高(P<0.05);腓肠肌出现损伤,腓肠肌中SOD、GSH-Px水平、以及PGC-1α、p-AMPKα、NRF1和TFAM蛋白表达水平均显著降低(P<0.05),TFAM相对荧光强度显著降低(P<0.05),MDA水平显著升高(P<0.05)。与模型组比较,L-p-CA组、M-p-CA组和H-p-CA组大鼠的Lennon评分和RNS衰减率显著降低(P<0.05),血清AChR-Ab和IFN-γ水平显著降低(P<0.05);腓肠肌形态明显改善,腓肠肌中SOD、GSH-Px水平、以及PGC-1α、p-AMPKα、NRF1和TFAM蛋白表达水平均显著升高(P<0.05),TFAM相对荧光强度显著升高(P<0.05),MDA水平显著降低(P<0.05)。与L-p-CA组和Mp-CA组比较,H-p-CA组大鼠的Lennon评分和RNS衰减率显著降低(P<0.05),血清AChR-Ab和IFN-γ水平显著降低(P<0.05);腓肠肌形态明显改善,腓肠肌中SOD、GSH-Px水平、以及PGC-1α、p-AMPKα、NRF1和TFAM蛋白表达水平均显著升高(P<0.05),TFAM相对荧光强度显著升高(P<0.05),MDA水平显著降低(P<0.05)。结论 对香豆酸对MG大鼠具有良好的治疗效果,其机制可能与改善免疫平衡和激活AMPK/PGC-1α信号通路介导的线粒体生物发生有关。

人参皂苷Re通过Nrf2/HO-1/PGC-1α通路调控线粒体生物发生减轻H9c2心肌细胞缺氧/复氧损伤的研究

该文探讨了人参皂苷Re通过核因子E2相关因子2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2,Nrf2)/血红素氧合酶-1(heme oxidase-1,HO-1)/过氧化物增殖体激活受体γ共激活因子-1α(PGC-1α)调控线粒体生物发生减轻H9c2细胞缺氧/复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)损伤的机制。将H9c2细胞缺氧培养4 h再复氧培养2 h构建心肌细胞H/R损伤模型。Re预给药干预后,首先检测细胞活性、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、细胞内活性氧(Cyto-ROS)和线粒体内活性氧(Mito-ROS)水平,评估Re通过抗氧化应激对H9c2细胞H/R损伤的保护作用。其次通过荧光探针检测线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,ΔΨ_(m))、线粒体膜通透性开放孔(membrane permeability open pore,mPTP)变化情况,通过免疫荧光检测TOM20表达水平,研究Re对线粒体的保护作用。进一步用免疫印迹检测caspase-3、cleaved caspase-3、Cyto C、Nrf2、HO-1、PGC-1α蛋白表达水平,探讨Re抗氧化应激保护线粒体减轻H/R损伤的具体机制。结果显示,与模型组相比,Re有效减轻H9c2细胞H/R损伤氧化应激反应,Re可显著升高细胞中SOD活性,降低MDA含量,降低Cyto-ROS和Mito-ROS水平;Re对线粒体有较好保护作用,升高ΔΨ_(m),降低mPTP开放,升高TOM20表达;进一步研究表明Re促进Nrf2、HO-1、PGC-1α蛋白表达,降低凋亡相关调节因子caspase-3向cleaved caspase-3活化、Cyto C蛋白表达。综上所述,人参皂苷Re减轻H9c2细胞H/R损伤的具体机制与通过Nrf2/HO-1/PGC-1α通路促进线粒体生物发生,进而升高线粒体数量、改善线粒体功能,增强细胞抗氧化应激能力,减轻细胞凋亡有关。

调控线粒体生物发生改善卵母细胞质量的药物研究进展

线粒体在卵母细胞中具有供应能量、维持卵母细胞激活、调节钙离子稳态等作用,线粒体功能是影响卵母细胞质量的关键因素。线粒体生物发生是为满足能量需求而增加细胞线粒体质量和数量的过程,增加线粒体生物发生可有效改善卵母细胞质量。本文就能够增加线粒体生物发生的药物研究进展作一综述。

PGC-1α介导的线粒体生物发生在铝致小鼠学习记忆能力损伤中的作用研究

目的 探究海马过氧化物酶增殖体激活受体共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1α,PGC-1α)介导的线粒体生物发生在铝致小鼠学习记忆能力损伤中的作用。方法 将成年雄性SPF级ICR小鼠随机分为4组:对照组(生理盐水组)、铝剂量组[14、28和56μmol/kg Al(mal)3],染毒3个月。采用新物体识别实验检测小鼠学习及记忆能力的变化情况;采用透射电子显微镜观察海马神经元细胞内线粒体结构的变化;采用比色法检测小鼠海马三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)的含量;采用反转录-聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)检测海马PGC-1α、核呼吸因子1(nuclear respiratory factor 1,NRF-1)、线粒体转录因子A(mitochondrial transcription factor A,TFAM)的mRNA含量和线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)的含量;Western blotting检测海马PGC-1α、TFAM和NRF-1等的蛋白表达。结果 新物体识别实验结果显示,随着染铝剂量的增加,各组小鼠偏好指数、辨别指数逐渐下降(F=5.857、13.849,均P<0.05)。透射电镜结果显示,对照组线粒体结构完整、外膜和嵴清晰可见,染铝组线粒体呈现空泡样改变,正常的线粒体结构消失。随着染铝剂量的增加,小鼠海马mtDNA含量、ATP含量逐渐降低(F=313.923、89.887,均P<0.05)。与对照组(1.00±0.00)相比,染铝组海马PGC-1α、NRF-1和TFAM mRNA的表达量均出现下降的趋势,56μmol/kg Al(mal)3组PGC-1α、NRF-1、TFAM mRNA水平显著降低为0.53±0.08、0.21±0.08、0.42±0.06(P<0.05)。与对照组(1.00±0.00)相比,染铝组海马PGC-1α、NRF-1和TFAM的蛋白表达量均出现下降的趋势,56μmol/kg Al(mal)3组海马PGC-1α、NRF-1和TFAM的蛋白表达显著降低至0.66±0.15、0.50±0.22、0.60±0.77(P<0.05),呈现一定的剂量反应关系。结论 铝可致小鼠海马组织内线粒体生物发生相关信号通路PGC-1α-NRF-1-TFAM抑制,使神经元mt DNA数量下降而抑制细胞内线粒体生物发生,小鼠海马ATP含量减少、海马神经元形态结构改变,进而导致小鼠学习记忆能力受损。